ВЛ и КЛ / ВЛ_и_КЛ_Пример_к_Заданию

пример к заданию

по дисциплине кабельные и воздушные линии.

Задание 3-1. Определить толщину изоляции маслонаполненного кабеля среднего давления на напряжение 380 кВ сечением 1250 мм². Жила кабеля имеет масло проводящий канал диаметром 20 мм.

1. Определение радиуса жилы

Жилу целесообразно изготовить из шести изолированных полупроводящей бумагой сегментов. Коэффициент заполнения такой жилы . Тогда

,

где

(S_к – сечение канала; S_Cu – сечение медной жилы);

2. Выбор величин расчетных напряжений и напряженностей

Величина расчетного импульсного напряжения определяется из табл.

Расчетное напряжение промышленной частоты можно определить по формуле:

Изоляция кабеля выполняется градированной в два слоя:

Соответственно толщины бумажных лент у жилы и в начале второго слоя градирования равны 0,03 и 0,125мм.

Тогда расчетные напряженности для первого и второго слоев будут определены по табл.

3. Определение радиуса по изоляции

Воспользуемся следующими выражениями:

;

При напряжении промышленной частоты

При импульсном напряжении

Выбираем радиус по изоляции, равный 49,5мм; тогда толщина изоляции будет равна 49,5 - 24=25,5мм.

Задание 15-1

Определить удельные нагрузки на сталеалюминиевый провод АС-120/19 воздушной линии напряжением 110 кВ. При расчете принять следующие климатические условия: высшая температура +40⁰C. Низшая температура –40⁰С, наибольший скоростной напор ветра Q=400 Н/м², толщина стенки гололеда b=15 мм. Расчетное сечение провода F=118+18,8=136,8 мм², расчетный диаметр d=15,2 мм, масса 1 км провода 471 кг.

• Определить удельную нагрузку от массы провода .

• Определить удельную нагрузку от гололеда при толщине стенки гололеда b=15 мм.

• Определить удельную нагрузку от собственной массы провода и массы гололеда

или

• Определить удельную нагрузку от давления ветра на провод, свободный от гололеда. При скоростной напоре ветра Q=400 Н/м² коэффициент неравномерности = 0,85. Для провода диаметром 15,2 мм аэродинамический коэффициент с_х=1,2.

или

• Определить удельную нагрузку от давления ветра на провод, покрытый гололедом с учетом скоростного напора ветра Q=0,25 Q_макс=0,25х400=100 Н/м². Значение будет равно 1, а с_х=1,2 останется без изменения.

или

3,97

• Определить при отсутствии гололеда суммарную удельную нагрузку на провод от его массы и давления ветра .

или

• Определить при наличии гололеда суммарную удельную нагрузку на провод от его массы, массы гололеда и давления ветра .

= или

13,52

Задание 15-2.

Определить стрелу провеса и длину провода А-95 в пролете l=140 м, приняв

• Определить удельную нагрузку от массы провода равную

• Определить стрелу провеса f.

• Определить длину провода в пролете L.

т.е. длина провода в пролете отличается от длины пролета всего на 0,04%

• Определить напряжение в проводе в точках закрепления его на опорах .

Задание 15-3.

Произвести механический расчет провода А-70 для линии электропередачи напряжением 35 кВ, проходящей в ненаселенной местности с климатическими условиями. Повторяющимися один раз в 5 лет: высшая температура , низшая температура , среднегодовая (эксплуатационная) температура =-5⁰С, максимальный скоростной напор ветра воздуха при гололеде Q=400 Н/м², толщина стенки гололеда на проводах b=10 мм, температура воздуха при гололеде =-5^оC, g=9,8≈10 м/с².

В результате расчета составить монтажные таблицы при изменении температуры от –40 до +40⁰С без учета ветра и гололеда.

• Определить удельную нагрузку провода

или

или

или

11,19

или

или

6,89 или

6,89

=12,39 или

12,39

• Допустимое напряжение в проводе для данного случая примем по нормам ПУЭ-66, равным 0,5 , т.е. или 7,6кгс/мм²

• Найти при каком из двух возможных случаев, т.е. при наибольшей добавочной нагрузке или при низшей температуре. Получится наибольшее напряжение в проводе l_кр.

=86,5 м

• Определить максимальную стрелу провеса провода. Она может быть при высшей температуре (+40⁰С) ил при гололеде –5⁰С.

или 1,64 кгс/мм²

Стрела провеса при +40⁰С

Поступая аналогично, найдем для гололеда без ветра при температуре –5⁰С

или 6,9 кгс/мм²

• Определить напряжение в материале провода при максимальной скорости ветра, которая наблюдается при температуре –5⁰С и без гололеда.

или 4,59 кгс/мм²

• Результаты расчетов привести в таблице.

Режим работы провода	Темпера- тура	Удельная нагрузка р, МН/м3	Напряжение , МПа	Тяжение по провода Т=F, Н	Стрела провеса F, м
Максимальная добавочная нагрузка (гололед, ветер)
Максимальная вертикальная нагрузка (гололед)
Максимальная скорость ветра
Минимальная температура
Максимальная температура

• Определить напряжение в проводе при среднегодовой (эксплуатационной) температуре , при отсутствии внешних нагрузок (гололед, ветер).

или 2,04 кгс/мм²

Сопоставление монтажной таблицы.

Поскольку провод монтируют в дни, когда нет ни гололеда, ни сильного ветра, то при расчете монтажных стрел провеса в уравнении состояния провода в пролете учитывают зависимость напряжения провода только от изменения температуры окружающего воздуха, внешние же нагрузки (ветер, гололед) учету не подлежат. Поэтому при расчете монтажных таблиц надо пользоваться уравнением состояния провода в пролете, в котором - напряжение в проводе при интересующей нас температуре - удельная нагрузка от собственной массы провода.

Отметим, что в условиях l<l_кр расчет следует производить по уравнению состояния провода в пролете также при .

Численные значения величин для монтажных таблиц получают, находя напряжения в проводе по уравнениям состояния провода в пролете при различных температурах. Данные расчета могут быть представлены и в виде кривых.

Стрелу провеса провода проверяют глазомерным визированием с помощью двух реек или же более точным способом – с помощью специальных геодезических измерительных приборов. Все провода отдельных фаз линии должны быть довешены с одинаковыми стрелами провеса, исключения допускаются лишь при наличии специальных указаний в проекте.

Задание 15-4.

Провод А-70 подвешен в пролете 150 м со стрелой провеса 3,86 м при температуре +10⁰С и отсутствии дополнительных нагрузок ().

Определить напряжение в проводе при температуре –40⁰С, при гололеде с ветром и среднегодовой температуре и вычислить стрелу провеса при + 40⁰С. Удельные нагрузки провода принять из таблицы.

Температура	Напряжение в проводе , Мпа	Тяжение провода Т, МН	Стрела провеса f (без учета вытяжки), м
-40	27,3	1895	2,81
-30	24,5	1695	3,13
-20	22,7	1570	3,38
-10	21,7	1460	3,64
0	20,45	1415	3,75
+10	19,9	1378	3,86
+20	18,75	1298	4,09
+30	17,91	1240	4,28
+40	16,4	1135	4,70

• Найти напряжение в проводе при +10⁰С

• Найти напряжение в проводе при –40⁰С.

• Напряжение в проводе при гололеде с ветром

• Стрелу провеса провода при +40⁰С

6